stringtranslate.com

Aldehido cinámico

El cinamaldehído es un compuesto orgánico con la fórmula C₆H₅CH=CHCHO. Se encuentra en la naturaleza predominantemente como el isómero trans ( E ) , y le da a la canela su sabor y olor . [1] Es un fenilpropanoide que se sintetiza naturalmente por la vía del shikimato . [2] Este líquido viscoso de color amarillo pálido se encuentra en la corteza de los árboles de canela y otras especies del género Cinnamomum . Es un aceite esencial . La corteza del árbol de canela contiene altas concentraciones de cinamaldehído. [3]

Estructura y síntesis

El cinamaldehído fue aislado del aceite esencial de canela en 1834 por Jean-Baptiste Dumas y Eugène-Melchior Péligot [4] y sintetizado en el laboratorio por el químico italiano Luigi Chiozza en 1854. [5]

El producto natural es el trans -cinamaldehído. La molécula consiste en un anillo de benceno unido a un aldehído insaturado. El cinamaldehído es un compuesto carbonílico α,β-insaturado . Su color se debe a la transición π → π*: una mayor conjugación en comparación con la acroleína desplaza esta banda hacia lo visible. [6]

Biosíntesis

Vía para la biosíntesis del trans -cinamaldehído.

El cinamaldehído se biosintetiza a partir de fenilalanina . [7] La ​​desaminación de L -fenilalanina en ácido cinámico es catalizada por la fenilalanina amoniaco liasa (PAL). [8] [9] PAL cataliza esta reacción mediante una desaminación no oxidativa. Esta desaminación se basa en el grupo prostético MIO de PAL. [10] PAL da lugar al ácido transcinámico. En el segundo paso, la 4-cumarato-CoA ligasa (4CL) convierte el ácido cinámico en cinamoil-CoA mediante una ligación ácido - tiol . [8] 4CL utiliza ATP para catalizar la formación de cinamoil-CoA. [11] 4CL efectúa esta reacción en dos pasos. [12] 4CL forma un anhídrido de hidroxicinamato-AMP, seguido de un ataque nucleófilo en el carbonilo del adenilato de acilo. [13] Finalmente, el cinamoil-CoA se reduce por NADPH catalizado por la CCR (cinamoil-CoA reductasa) para formar cinamaldehído. [8] [14]

Preparación

Existen varios métodos de síntesis de laboratorio. El compuesto se puede preparar a partir de compuestos relacionados, como el alcohol cinamílico . Una síntesis temprana implicó la condensación aldólica de benzaldehído y acetaldehído . [15] El cinamaldehído también se puede obtener a partir de la destilación al vapor del aceite de corteza de canela.

Aplicaciones

Como aromatizante

La aplicación más obvia del cinamaldehído es como aromatizante en chicles , helados , caramelos , líquidos para cigarrillos electrónicos y bebidas ; los niveles de uso varían de 9 a 4.900 partes por millón ( ppm ) (es decir, menos del 0,5%). También se utiliza en algunos perfumes de aromas naturales, dulces o frutales . Los aromas de almendras , albaricoques , caramelos y otros pueden emplear parcialmente el compuesto por sus olores agradables. El cinamaldehído se puede utilizar como adulterante de alimentos ; la cáscara de nuez de haya en polvo aromatizada con cinamaldehído se puede comercializar como canela en polvo . [16] Algunos cereales para el desayuno contienen hasta 187 ppm de cinamaldehído. [17]

Como agroquímico

Se ha probado que el cinamaldehído es un insecticida seguro y eficaz contra las larvas de mosquitos . [18] Una concentración de 29 ppm de cinamaldehído mata a la mitad de las larvas de mosquitos Aedes aegypti en 24 horas. [19] El trans-cinamaldehído funciona como un potente fumigante y un repelente práctico para mosquitos adultos . [20] También tiene propiedades antibacterianas y antifúngicas . [21] [22]

Usos varios

El cinamaldehído es un inhibidor de la corrosión del acero y otras aleaciones . Se cree que forma una película protectora sobre la superficie del metal. [23]

Derivados

Numerosos derivados del cinamaldehído son comercialmente útiles. El alcohol dihidrocinamílico (3-fenilpropanol) se produce de forma natural, pero se produce por doble hidrogenación del cinamaldehído. Tiene fragancias de jacinto y lila. El alcohol cinamílico también se produce de forma natural y tiene olor a lila, pero también se puede producir a partir del cinamaldehído. [24] El dihidrocinamaldehído se produce por hidrogenación selectiva de la subunidad alqueno. El α-amilcinamaldehído y el α-hexilcinamaldehído son fragancias comerciales importantes, pero no se preparan a partir del cinamaldehído. [16] La hidrogenación del cinamaldehído, si se dirige al alqueno, da hidrocinamaldehído .

Toxicología

El cinamaldehído se utiliza en la agricultura debido a su baja toxicidad, pero es un irritante de la piel. [25] El cinamaldehído puede causar estomatitis alérgica de contacto en personas sensibilizadas, sin embargo se cree que la alergia al compuesto es poco común. [26]

El cinamaldehído puede contener trazas de estireno , que se forma durante el almacenamiento o el transporte. El estireno se forma especialmente en condiciones de alta humedad y altas temperaturas. [27]


Reparación del ADN

El cinamaldehído es un antimutágeno dietético que inhibe eficazmente tanto las mutaciones inducidas como las espontáneas . [28] La evidencia experimental indica que el cinamaldehído induce un tipo de daño del ADN en la bacteria Escherichia coli y en células humanas que provoca una reparación del ADN por recombinación que luego reduce las mutaciones espontáneas. [28] [29] En ratones, las aberraciones cromosómicas inducidas por rayos X se redujeron cuando se administró cinamaldehído por vía oral a los ratones después de la irradiación con rayos X, [30] quizás debido a la reparación del ADN estimulada por cinamaldehído .

Referencias

  1. ^ "Canela". Servicio de Información sobre Transporte . Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft eV . Consultado el 23 de octubre de 2007 .
  2. ^ Gutzeit, Herwig (2014). Productos naturales de origen vegetal: síntesis, funciones biológicas y aplicaciones prácticas . Wiley. págs. 19-21. ISBN 978-3-527-33230-4.
  3. ^ PubChem. "Cinnamaldehyde". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 18 de octubre de 2019 .
  4. ^ Dumas, J.; Péligot, E. (1834). "Recherches de Chimie organique. — Sur l'Huile de Cannelle, l'Acide hippurique et l'Acide sébacique" [Investigación en química orgánica – Sobre el aceite de canela, el ácido hipúrico y el ácido sebácico]. Annales de Chimie et de Physique (en francés). 57 : 305–334.
  5. ^ Chiozza, L. (1856). "Sur la production artificielle de l'essence de cannelle" [Sobre la producción artificial de aceite de canela]. Comptes Rendus (en francés). 42 : 222–227.
  6. ^ Inuzuka, Kozo (1961). "Estructura electrónica π del cinamaldehído". Boletín de la Sociedad Química de Japón . 34 (11): 1557–60. doi :10.1246/bcsj.34.1557.
  7. ^ Boerjan, Wout; Ralph, John; Baucher, Marie (2003). "Biosíntesis de lignina". Revista anual de biología vegetal . 54 : 519–546. doi :10.1146/annurev.arplant.54.031902.134938. PMID  14503002.
  8. ^ abc Bang, Hyun-bae; Lee, Yoon-hyeok; Kim, Sun-chang; Sung, Chang-keun; Jeong, Ki-jun (19 de enero de 2016). "Ingeniería metabólica de Escherichia coli para la producción de cinamaldehído". Microbial Cell Factories . 15 (1): 16. doi : 10.1186/s12934-016-0415-9 . ISSN  1475-2859. PMC 4719340 . PMID  26785776. 
  9. ^ Koukol, J.; Conn, EE (1961-10-01). "El metabolismo de compuestos aromáticos en plantas superiores. IV. Purificación y propiedades de la fenilalanina desaminasa de Hordeum vulgare". Revista de química biológica . 236 (10): 2692–2698. doi : 10.1016/S0021-9258(19)61721-7 . ISSN  0021-9258. PMID  14458851.
  10. ^ Kong, Jian-Qiang (20 de julio de 2015). "Fenilalanina amoniaco-liasa, un componente clave utilizado para la producción de fenilpropanoides mediante ingeniería metabólica". RSC Advances . 5 (77): 62587–62603. Bibcode :2015RSCAd...562587K. doi :10.1039/C5RA08196C. ISSN  2046-2069.
  11. ^ Beuerle, Till; Pichersky, Eran (15 de marzo de 2002). "Síntesis enzimática y purificación de ésteres aromáticos de coenzima A". Analytical Biochemistry . 302 (2): 305–312. doi :10.1006/abio.2001.5574. PMID  11878812.
  12. ^ Allina, Sandra M.; Pri-Hadash, Aviva; Theilmann, David A.; Ellis, Brian E.; Douglas, Carl J. (1998-02-01). "4-Cumarato: Ligasa de coenzima A en álamo híbrido". Fisiología vegetal . 116 (2): 743–754. doi :10.1104/pp.116.2.743. ISSN  0032-0889. PMC 35134 . PMID  9489021. 
  13. ^ Li, Zhi; Nair, Satish K. (3 de noviembre de 2015). "Base estructural para la especificidad y flexibilidad en una ligasa de 4-cumarato:CoA de planta". Structure . 23 (11): 2032–2042. doi : 10.1016/j.str.2015.08.012 . ISSN  1878-4186. PMID  26412334.
  14. ^ Wengenmayer, Herta; Ebel, Jurgen; Grisebach, Hans (1976). "Síntesis enzimática de precursores de lignina. Purificación y propiedades de una cinamoil-CoA:NADPH reductasa a partir de cultivos de suspensión celular de soja (Glycine max)". Revista Europea de Bioquímica . 65 (2): 529–536. doi : 10.1111/j.1432-1033.1976.tb10370.x . ISSN  0014-2956. PMID  7454.
  15. ^ Richmond, H. Preparación de cinamaldehído. Solicitud de patente estadounidense 2529186, 7 de noviembre de 1950.
  16. ^ ab Fahlbusch, Karl-Georg; Hammerschmidt, Franz-Josef; Panten, Johannes; Pickenhagen, Wilhelm; Schatkowski, Dietmar; Bauer, Kurt; Garbe, Dorotea; Surburg, Horst (2003). "Sabores y Fragancias". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . doi :10.1002/14356007.a11_141. ISBN 978-3-527-30673-2.
  17. ^ Friedman, M.; Kozuekue, N.; Harden, LA (2000). "Contenido de cinamaldehído en alimentos determinado por cromatografía de gases-espectrometría de masas". Journal of Agricultural and Food Chemistry . 48 (11): 5702–5709. doi :10.1021/jf000585g. PMID  11087542.
  18. ^ Dick-Pfaff, Cornelia (19 de julio de 2004). "Wohlriechender Mückentod" (en alemán).
  19. ^ Cheng, Sen-Sung; Liu, Ju-Yun; Tsai, Kun-Hsien; Chen, Wei-June; Chang, Shang-Tzen (2004). "Composición química y actividad larvicida de los aceites esenciales de hojas de diferentes procedencias de Cinnamomum osmophloeum " (en inglés). Journal of Agricultural and Food Chemistry . 52 (14): 4395–4400. doi :10.1021/jf0497152. PMID  15237942.
    • "El aceite de canela mata mosquitos". ScienceDaily (nota de prensa). 16 de julio de 2004.
  20. ^ Ma, W.-B.; Feng, J.-T.; Jiang, Z.-L.; Zhang, X. (2014). "Actividad fumigante de 6 compuestos de aceites esenciales seleccionados y efecto combinado de salicilato de metilo y trans -cinamaldehído contra Culex pipiens pallens ". Revista de la Asociación Estadounidense de Control de Mosquitos . 30 (3): 199–203. doi :10.2987/14-6412R.1. PMID  25843095. S2CID  36621630.
  21. ^ Vasconcelos, NG; Croda, J.; Simionatto, S. (julio de 2018). "Mecanismos antibacterianos de la canela y sus componentes: una revisión". Patogénesis microbiana . 120 : 198–203. doi : 10.1016/j.micpath.2018.04.036 . ISSN  1096-1208. PMID  29702210.
  22. ^ Shreaz, jeque; Wani, Waseem A.; Behbehani, Jawad M.; Raja, Vaseem; Irshad, Maryland; Karched, Maribasappa; Alí, Intzar; Siddiqi, Weqar A.; Hun, Lee Ting (julio de 2016). "Cinamaldehído y sus derivados, una nueva clase de agentes antifúngicos". Fitoterapia . 112 : 116-131. doi :10.1016/j.fitote.2016.05.016. ISSN  1873-6971. PMID  27259370.
  23. ^ Cabello, Gema; Funkhouser, Gary P.; Cassidy, Juanita; Kiser, Chad E.; Lane, Jim; Cuesta, Angel (1 de mayo de 2013). "CO y trans-cinamaldehído como inhibidores de corrosión de aleaciones I825, L80-13Cr y N80 en soluciones concentradas de HCl a alta presión y temperatura". Electrochimica Acta . 97 : 1–9. doi :10.1016/j.electacta.2013.03.011. hdl : 2164/2891 . ISSN  0013-4686.
  24. ^ Zucca, P.; Littarru, M.; Rescigno, A.; Sanjust, E. (2009). "Reciclaje de cofactores para la biotransformación enzimática selectiva de cinamaldehído a alcohol cinamílico". Biociencia, biotecnología y bioquímica . 73 (5): 1224–1226. doi : 10.1271/bbb.90025 . PMID  19420690. S2CID  28741979.
  25. ^ Olsen, RV; Andersen, HH; Møller, HG; Eskelund, PW; Arendt-Nielsen, L (2014). "Manifestaciones somatosensoriales y vasomotoras de la estimulación individual y combinada de TRPM8 y TRPA1 utilizando L-mentol tópico y trans -cinamaldehído en voluntarios sanos". Revista Europea del Dolor . 18 (9): 1333–42. doi :10.1002/j.1532-2149.2014.494.x. PMID  24664788. S2CID  34286049.
  26. ^ Isaac-Renton, Megan; Li, Monica Kayi; Parsons, Laurie M. (mayo de 2015). "La canela y todo lo que no es agradable: muchas características de la alergia intraoral al aldehído cinámico". Dermatitis: de contacto, atópica, ocupacional y medicamentosa . 26 (3): 116–121. doi :10.1097/DER.0000000000000112. ISSN  2162-5220. PMID  25984687.
  27. ^ "El consumo diario elevado de canela no descarta ningún riesgo para la salud" (PDF) . Instituto Federal de Evaluación de Riesgos (BfR). 18 de agosto de 2006. Archivado (PDF) del original el 7 de marzo de 2022. Consultado el 20 de mayo de 2022 .
  28. ^ ab Shaughnessy, DT; Schaaper, RM; Umbach, DM; Demarini, DM (2006). "Inhibición de la mutagénesis espontánea por vainillina y cinamaldehído en Escherichia coli: dependencia de la reparación recombinatoria". Mutation Research . 602 (1–2): 54–64. doi :10.1016/j.mrfmmm.2006.08.006. PMC 2099251 . PMID  16999979. 
  29. ^ King, AA; Shaughnessy, DT; Mure, K.; Leszczynska, J.; Ward, WO; Umbach, DM; Xu, Z.; Ducharme, D.; Taylor, JA; Demarini, DM; Klein, CB (2007). "Antimutagenicidad del cinamaldehído y la vainillina en células humanas: expresión génica global y posible papel del daño y la reparación del ADN". Mutation Research . 616 (1–2): 60–69. doi :10.1016/j.mrfmmm.2006.11.022. PMC 1955325 . PMID  17178418. 
  30. ^ Sasaki, YF; Ohta, T.; Imanishi, H.; Watanabe, M.; Matsumoto, K.; Kato, T.; Shirasu, Y. (1990). "Efectos supresores de la vainillina, el cinamaldehído y el anisaldehído en las aberraciones cromosómicas inducidas por rayos X en ratones". Mutation Research . 243 (4): 299–302. doi :10.1016/0165-7992(90)90146-b. PMID  2325694.

Enlaces externos